Grundlagen

Was ist Operations Research?

Operations Research — auch Unternehmensforschung genannt — übersetzt reale Planungs- und Entscheidungsprobleme in mathematische Modelle und löst sie mit Algorithmen. Statt aus dem Bauch heraus oder per Tabellenkalkulation zu entscheiden, wird systematisch die beste (oder eine nachweislich sehr gute) Lösung unter allen relevanten Regeln gefunden.

Ein einfaches Beispiel: Ein Lieferfahrzeug soll mehrere Stopps anfahren. Aus dem Bauch heraus fährt man die Stopps grob in der Reihenfolge ab, wie sie hereinkommen. Operations Research berechnet dagegen die Route, die unter Zeitfenstern, Kapazitäten und Fahrerregeln nachweislich kurz ist — und zeigt auch, wie viel das gegenüber der Bauchgefühl-Lösung tatsächlich einspart.

Die drei Bausteine

Woraus ein Optimierungsmodell besteht

BAUSTEIN 1

Zielfunktion

Was soll minimiert oder maximiert werden? Zum Beispiel Gesamtkosten, gefahrene Distanz, Wartezeit oder Auslastung — meist mehrere Ziele, die gegeneinander abgewogen werden müssen.

BAUSTEIN 2

Entscheidungsvariablen

Worüber wird eigentlich entschieden? Welche Route, welches Tor, welcher Zeitpunkt, welche Zuordnung — die Stellschrauben, die das Modell am Ende für Sie setzt.

BAUSTEIN 3

Nebenbedingungen

Welche Regeln müssen zwingend eingehalten werden? Kapazitäten, Zeitfenster, Fahrerregeln, gesetzliche Vorgaben — genau diese Nebenbedingungen machen reale Probleme so viel schwerer als das Lehrbuchbeispiel.

Der Algorithmus durchsucht anschließend den riesigen Raum aller zulässigen Kombinationen — bei realen Problemgrößen weit mehr, als sich je von Hand oder in Excel durchprobieren ließe — und liefert eine nachweislich gute oder sogar beweisbar optimale Lösung.

Anwendungsfelder

Wo wird das eingesetzt?

Überall dort, wo dieselbe Art von Entscheidung wiederholt getroffen wird und bessere Lösungen sich direkt in Kosten oder Kapazität niederschlagen — typischerweise in Logistik, Produktion, Ressourcenplanung und zunehmend auch im Gesundheitswesen:

  • Tourenplanung für Fahrzeugflotten
  • Container- und Palettenstauung
  • Tor-Zuordnung in Umschlaghallen
  • LKW-Terminvergabe
  • Standortplanung im Gesundheitswesen (z. B. Rettungsdienst)
  • Kommissionier-Batchbildung im Lager
  • Liniennetz-Design im öffentlichen Verkehr
  • Produktions- und Personaleinsatzplanung
  • Scheduling und Ressourcenzuteilung
  • Ernährungs- und Diätoptimierung
  • Zuschnittoptimierung in der Produktion
  • Batteriespeicher-Arbitrage im Energiehandel
  • Lagerlogistik mit Umschlagpunkten (Transshipment)
  • Distributionsnetzwerk-Optimierung (Min-Cost-Flow)
  • Hauptlauf-Netzwerkdesign in der Straßenlogistik
  • Containerbrücken-Einsatzplanung im Hafenterminal
  • Kaiplatz-Zuteilung im Hafenterminal
  • Startup-Portfoliokonstruktion für VC-Fonds
Abgrenzung

Operations Research vs. Machine Learning

Nächster Schritt

Passt das auf Ihr Problem?

Das lässt sich meist schon in einem kurzen, kostenlosen Erstgespräch einschätzen. Oder probieren Sie zuerst eine der interaktiven Demos aus.